Hva er en ikke-Newtonsk væske?
En ikke-Newtonsk væske er en væske hvis viskositet er variabel basert på påført stress. Den mest kjente ikke-Newtonsk væske er maisstivelse oppløst i vann. Kontrast med Newtonske væsker som vann, hvis oppførsel utelukkende kan beskrives av temperatur og trykk, ikke kreftene som virker på den fra sekund til sekund. Ikke-Newtonian væsker er fascinerende stoffer som kan brukes til å hjelpe oss å forstå fysikk mer detaljert, på en spennende, praktisk måte.
Hvis du stanser en bøtte full av en skjær som tykner ikke-Newtonsk væske, fører spenningen som innføres av den innkommende kraften at atomene i væsken til å ordne seg slik at den oppfører seg som et fast stoff. Hånden din vil ikke gå gjennom. Hvis du skyver hånden sakte i væsken, vil den imidlertid trenge godt. Hvis du drar hånden brått ut, vil den igjen oppføre seg som en solid, og du kan bokstavelig talt trekke en bøtte med væsken ut av beholderen på denne måten.
En skjærfortynnende ikke-Newtonsk væske oppfører seg på motsatt måte. I denne typen blir væsken tynnere, i stedet for tykkere, når belastning påføres. Også kalt pseudoplast, eksempler på denne typen ikke-Newtonsk væske inkluderer ketchup, tannkrem og maling. Effekten varer vanligvis ikke lenge i noen av typene, fortsetter bare så lenge stresset påføres.
Ikke-Newtonian væsker hjelper oss å forstå det store utvalget av væsker som finnes i den fysiske verden. Plaststoffer, kraftrettslige væsker, viskoelastiske væsker og tidsavhengige viskositetsvæsker er andre som viser komplekse og motintuitive forhold mellom skjærspenning og viskositet / elastisitet. Imidlertid er ikke-Newtonsk væske det mest spennende å leke med.
Et søk etter ikke-Newtonsk væske på YouTube gir noen interessante resultater. På flere spilleprogrammer kjører verter eller deltakere over store vasker med skjærfortykende ikke-Newtonsk væske, og er i stand til å krysse dem med mindre de stopper - i så fall synker de umiddelbart. Når de kombineres med en oscillerende plate, viser ikke-Newtonian væsker andre uvanlige egenskaper, som utstående "fingre" og hull som vedvarer etter å ha opprettet dem. En oscillerende plate utøver belastning med jevne mellomrom, og skifter raskt viskositeten til væsken og plasserer den i et underlig mellomgrunn mellom en væske og et fast stoff.
En praktisk anvendelse for skjærfortykning av ikke-Newtonian væsker kan være i fremtidens rustning. Siden slike væsker vanligvis er fleksible, vil de tillate soldater å bevege seg fritt når de ikke er under angrep. Men hvis de konfronteres med en kjapp fart, ville de raskt hardere og prestere som tradisjonell rustning. Mer forskning er nødvendig for å se om ikke-Newtonian væsker er egnet for militæret, men inntil da er det sikkert morsomt å leke med.